專利名稱：電機直驅式塞棒自動控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于塞棒控制系統技術領域，具體的說是涉及一種電機直驅式塞棒自動控制系統。
背景技術：
在金屬連鑄中，要求從中間包流入結晶器的液態(tài)金屬和冷凝后鑄坯拉出的金屬體積相等，以保證液態(tài)金屬在結晶器中的液面穩(wěn)定，達到改善鑄坯質量，減少溢鋼率和漏鋼率的目的。連鑄機中結晶器的液面不穩(wěn)定會產生鑄坯的卷渣和針孔，影響了鑄坯的表面和坯下的鋼鐵質量，如液面穩(wěn)定下恒速澆鑄，可以大大提高鋼坯的質量，如果結晶器內保持穩(wěn)定的、比較高的液位，就能有效的發(fā)揮一次冷卻的作用，避免漏鋼和溢鋼事故，因此，連鑄機要實現高效、高速下的作業(yè)率，是冶金行業(yè)所關注的問題。在金屬連鑄中，通過塞棒控制系統控制中包進入結晶器內的金屬流量，通過塞棒的上下移動控制塞棒與中包水口間的間隙大 小，從而控制中包進入結晶器內的金屬流量，實現對結晶器內金屬液位的自動控制。所以如何能夠提供一種結構簡單、安裝調試方便、操作容易、成本低廉、控制精度高的塞棒自動控制系統成為冶金行業(yè)迫切的需求。

實用新型內容本實用新型為了克服現有技術存在的不足，提供一種結構簡單、安裝調試方便、操作容易、成本低廉、控制精度高的電機直驅式塞棒自動控制系統。本實用新型是通過以下技術方案實現的一種電機直驅式塞棒自動控制系統，其主要由檢測系統、驅動器、伺服電機、中包執(zhí)行機構、結晶器、現場操作箱、PLC塞棒控制系統和上位系統組成；中包執(zhí)行機構為電機直接驅動，PLC塞棒控制系統與驅動器連接，驅動器通過現場分線盒與伺服電機連接，在中間包上安裝有電機直驅式執(zhí)行機構，伺服電機與塞棒執(zhí)行機構連接；結晶器內安裝有檢測部件，檢測部件通過中間接線盒與液面檢測儀表連接，液面檢測儀表與PLC塞棒控制系統連接，PLC塞棒控制系統與所述現場操作箱連接，PLC塞棒控制系統與鑄流控制系統電連接。所述檢測系統之一為放射源檢測系統。放射源安裝在結晶器水套內，有鉛罐防護，確保不受現場事故的影響，放射元素用雙層不銹鋼和氬弧焊密封。將密封性銫137放射源放置在鉛盒或鉛柱內，并設置一臺移動式射源檢測儀在現場使用，確保人身和設備安全，所述放射源檢測系統具有多層密封保護和安全操作的優(yōu)點。所述檢測系統之一為電渦流檢測系統。所述電渦流檢測系統采用渦流傳感器、渦流液位儀表和渦流傳感器標定裝置，渦流液位儀表可對微小的幅度差異進行動態(tài)放大處理，提高檢測精度。渦流液位儀表具有遠距離驅動及信號接收處理能力，自動快速標定，保證液位信號高度線性輸出，使檢測精度更高，響應更快。渦流傳感器標定裝置主要對渦流傳感器進行線性化標定，標定完成后自動對標定進行驗證。本實用新型的伺服電機采用耐高溫伺服電機，加速性能好，恒力矩輸出，運轉平穩(wěn)。具有較強的過載能力，轉矩為額定轉矩的三倍，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。伺服系統為閉環(huán)控制，驅動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣，內部構成位置環(huán)和速度環(huán)，控制性能更為可靠。電機精度65535個脈沖，耐高溫，不需附加的冷卻和保護設施。本實用新型的電機直驅式塞棒執(zhí)行機構是一套塞棒的定位、導向機械裝置，帶有壓桿機構以實現非電動情況下的手動操作，并通過定位裝置與液面自動控制執(zhí)行電機相連。電機直驅式塞棒執(zhí)行機構的優(yōu)點為伺服電機直接驅動機構主軸，直接驅動方式使產生間隙幾率小，減少維護工作量，更換驅動電機簡便，省時省力。所述PLC塞棒控制系統與工控機電連接。所述鑄流控制系統與拉矯機連接。本實用新型是使用放射源或電渦流檢測結晶器內的鋼水液位，通過二次儀表把液 位高度轉換成電壓或電流信號輸出給PLC塞棒控制系統，PLC塞棒控制系統通過各種信號處理運算，發(fā)出控制信號給驅動器用于控制塞棒和中間包水口的開口度，通過對開口度的控制來調節(jié)從中間包注入結晶器內的鋼水流量，達到穩(wěn)定控制結晶器內鋼水液位高度的目地，并能夠實現各種報警信號。同時通過工控機和顯示器實現多功能人機對話，實時監(jiān)控液面控制情況。本實用新型的澆注方式采用結晶器浸入式水口，保護渣進行保護澆注，具有自動澆注功能。本實用新型具有塞棒控制和拉速控制兩種自動控制模式，能通過人工干預方式由塞棒控制轉為拉速控制，或通過人工干預方式由拉速控制轉為塞棒控制。轉為拉速控制后，由鋼水液位檢測儀輸出的模擬量自動控制拉矯機拉速。本實用新型通過現場操作箱可完成伺服電機電動上升、下降、手動和自動切換、報警等功能?？刂乒窈蠵LC、驅動器等中央處理系統，通過電纜與各信號點和控制點相連，系統采用多種防干擾隔離保護，如隔離變壓器，光電藕合器等，并且采用專用電纜進行可靠的接地屏蔽，具有高抗干擾能力。本實用新型的有益效果是本實用新型的電機直驅式塞棒自動控制系統是根據用戶的具體要求，通過對檢測精度、生產工藝、設備定位精度和程序控制的整合來滿足用戶的工藝要求，在保證定徑水口拉速自動控制功能的前提下，針對不同鋼種，實現電機直驅式塞棒自動控制功能。整個系統采用銫源檢測設備、高靈敏度的電機、精密的執(zhí)行機構、先進的控制軟件對連鑄機結晶器液位實現良好的控制，控制精度達到±3_。實現自動澆鑄、系統故障自動關閉塞棒、防止溢鋼或漏鋼等功能，有力保證用戶的鋼坯質量。

圖I是本實用新型電機直驅式塞棒自動控制系統的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作詳細描述。如圖I所示，一種電機直驅式塞棒自動控制系統，其主要由檢測系統、驅動器、伺服電機、中包執(zhí)行機構、結晶器、現場操作箱、PLC塞棒控制系統和上位系統組成；中包執(zhí)行機構為電機直接驅動，PLC塞棒控制系統與驅動器連接，驅動器通過現場分線盒與伺服電機連接，在中間包上安裝有電機直驅式執(zhí)行機構，伺服電機與塞棒執(zhí)行機構連接；結晶器內安裝有檢測部件，檢測部件通過中間接線盒與液面檢測儀表連接，液面檢測儀表與PLC塞棒控制系統連接，PLC塞棒控制系統與所述現場操作箱連接，PLC塞棒控制系統與鑄流控制系統電連接。所述檢測系統為放射源檢測系統或電渦流檢測系統，所述PLC塞棒控制系統與工控機電連接，所述鑄流控制系統與拉矯機電連接。本實用新型的塞棒控制原理為檢測系統將結晶器內的鋼水液面檢測出后，轉換成脈沖信號傳送給中央控制器，經轉換和數字濾波后轉換成4 20mA的電流信號給PLC塞棒控制系統，與設定值進行比較，其差值運算后，變成可以控制比例的電流信號輸出，進行伺服電機的控制，帶動塞棒執(zhí)行機構的升降運動，從而改變鋼水流入結晶器的流量，保持鋼水在結晶器內的液面穩(wěn)定。每次微動量最小達0.01mm。操作人員可通過操作盒進行手動和自動的切換，也可經過PLC控制柜改變各種控制參數，對澆鑄過程中的鋼水液面進行全程控制，并對各種相關數值、工作狀態(tài)和報警信號進行顯示。PLC塞棒控制系統與上位機留有足夠的通訊接口，一方面接受來自上位機的相關信號，對結晶器液面控制系統進行調控 ’另一方面將系統工作狀況及時反饋給上位機，在事故狀態(tài)下發(fā)出緊急控制信號。當液面高度 超出或低于允許控制范圍時，系統給出報警信號并且及時關閉塞棒，以避免溢鋼或漏鋼事故發(fā)生。最后應當說明的是，以上內容僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對本實用新型保護范圍的限制，本領域的普通技術人員對本實用新型的技術方案進行的簡單修改或者等同替換，均不脫離本實用新型技術方案的實質和范圍。
權利要求1.一種電機直驅式塞棒自動控制系統，其特征在于所述電機直驅式塞棒自動控制系統主要由檢測系統、驅動器、伺服電機、中包執(zhí)行機構、結晶器、現場操作箱、PLC塞棒控制系統和上位系統組成；所述中包執(zhí)行機構為電機直接驅動，所述PLC塞棒控制系統與所述驅動器連接，所述驅動器通過現場分線盒與所述伺服電機連接，在所述中間包上安裝有電機直驅式執(zhí)行機構，所述伺服電機與所述塞棒執(zhí)行機構連接；所述結晶器內安裝有檢測部件，所述檢測部件通過中間接線盒與所述液面檢測儀表連接，所述液面檢測儀表與所述PLC塞棒控制系統連接，所述PLC塞棒控制系統與所述現場操作箱連接，所述PLC塞棒控制系統與所述鑄流控制系統電連接。
2.根據權利要求I所述的電機直驅式塞棒自動控制系統，其特征在于所述檢測系統為放射源檢測系統。
3.根據權利要求I所述的電機直驅式塞棒自動控制系統，其特征在于所述檢測系統為電渦流檢測系統。
4.根據權利要求1、2或3所述的電機直驅式塞棒自動控制系統，其特征在于所述PLC塞棒控制系統與工控機連接。
5.根據權利要求1、2或3所述的電機直驅式塞棒自動控制系統，其特征在于所述鑄流控制系統與拉矯機連接。
專利摘要本實用新型公開了一種電機直驅式塞棒自動控制系統，其主要由檢測系統、驅動器、伺服電機、中包執(zhí)行機構、現場操作箱、PLC塞棒控制系統和上位系統組成；驅動器通過現場分線盒與伺服電機連接，伺服電機與塞棒執(zhí)行機構連接；結晶器內設置有檢測部件，檢測部件通過中間接線盒與液面檢測儀表連接，液面檢測儀表與PLC塞棒控制系統連接，PLC塞棒控制系統與現場操作箱連接，PLC塞棒控制系統與鑄流控制系統連接。本實用新型通過對檢測精度、生產工藝、設備定位精度和程序控制的整合來滿足用戶的工藝要求，在保證定徑水口拉速自動控制功能的前提下，針對不同鋼種，實現電機直驅式塞棒自動控制功能。
文檔編號B22D41/20GK202527698SQ201220139978
公開日2012年11月14日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權日2012年4月5日
發(fā)明者葛玉亭 申請人:上海海能信息科技有限公司